距骨下関節の回内剃御におけるアーチパッドの効果
Effect of arch pad preventing excessive pronatめn of the subta董arloint during stance phase of the running
即興烈岡本敦島二三
HeungYoul KIM Atsushi OKAMOTO Norihiro SHIMA
東海学園大学人間健康学部人間健康学科 Dept． of Human Wellness， Tokai Gakuen Univ。 キーワード：アーチパッド、3次元足関節角度、トレッドミルランニング Key words：arch pad， threedimensional ankle loint angle， treadmill running。 要旨 距骨下関節の過度な回内運動は、様々な下肢関節のランニング外傷を引き起こすものと考えら れる。本研究は、アーチパッドを挿入することによりランニングの支持期局面において3次元足 関節角度にどのような変化が出るかを調査し、その効果を評価することを目的とした。6人の男 子大学生（年齢19．、3±0。5歳（mean±SD），身長：170．、7cm±4．Ocm（mean±SD），体重： 62。7kg±8。lkg（mean±SD））は、2つの条件（アーチパッドあり、アーチパッドなし）で トレッドミルランニング（速度：10km／h）を行った。その際、解剖学的指標上に貼り付けた反 射マーカーは10台のカメラを用いた光学式3次元モーションキャプチャシステムによりサンプ リング周波数250Hzで3次元位置計測を行った。3次元座標値は、座標成分毎の最適遮断周波 数を求め、4次のButterworth型ローパスデジタルフィルターを用い各座標データについて平 均カットオフ周波数19Hzで平滑化を行った。3次元足関節角度は、下腿座標系に対する足部座 標系の方向角としてカルダンXゾが回転順で算出した。結果、アーチパッドを挿入することに より足関節外反角度が有意に低下していった（p＜0。05）。一方、背屈および外転角度では．条件 間に有意差は認められなかった。ランニングにおいて支持期は、足部に最も大きな外力が働く局 面である。これらの外力はしばしば距骨下関節の過度な回内運動を引き起こし、オーバーユーズ の原因となる。本研究の結果によれば、アーチパッドの挿入により距骨下関節の外反運動が制御 された。従って、スポーツ選手に個別対応ができるインソールの着用はスポーツ外傷を予防する 一つの方法であることが示唆された。Abstract Excessive pronation of the subtalar loint in a foot， contacting on the ground， is still most frequently associated with various running inluries on lower limb joints． The purpose of this study was to evaluate the effect of an arch pad on the insole from changes of threedimensional〈3D＞ankle loint kinematic during the stance phase of treadmill running。 Six male sublects performed running trials on a treadmill． Two conditions（no support and support：arch pad＞were compared。3D Kinematics data was collected using tenぐamera motion capture system（250Hz）．3D ankle loint motions were expressed in terms of Cardan angles。 As a result， ankle loint eversion angles were significantly greater running with no support compared to with medial support（arch pad＞（p＜0。05）， but the peaks of dorsiflexion and abduction angles were not。 Excessive foot eversion angles might cause an increase in overuse syndromes such as patellofemoral pain syndromes， shin splints， Achilles tendinitis， and stress fractures． A medial arch support showed a mean reduction of about 2−3。 for the initial foot eversion compared with the condition with no medial support． These results suggest that shoes with medial arch support were one of the most effective methods of preventing running inluries． 禰．緒言 ジョギングおよびランニングは、生活習慣病の予防や改善に有益な有酸素運動の一つである。 SSF笹規スポーツ財団（2006）の「スポーツライフに関する調査』によれば．週に1回以上ジョ ギングおよびランニングを行っている人は約605万人と推定されていると報告している。また、 漸進的なトレーニングの実施は冠性心疾患の予防（Morrisら，1980；Paffenbargerら，1984）や、 骨蜜度の増加（Kohrtら，1995；1997）など身体のリモデリングの側’面からも多くの効果が期待で きる。一方．このような肯定的な側面の裏には整形外科的スポーツ障害を引き起こすことも報告 されている（Radinら，1973；Niggら，1984；Hreliacら，2000）。 一つは、距骨下関節の過度な回内運動による外傷である。これは中長距離ランナーの中で最も 発生頻度の高いスポーツ外傷のひとつでもある（Niggら，1993；Stefanyshynら，1999；McClay， 2000）。一度受傷すると再受傷する危険性が高く、足関節不・安定に移行する可能性があるため、 その予防は重要である。 そこで、距骨下関節の・過度な回内運動の予防には、シューズの選択（フィット性・クッション 性・耐久性・・安定性・耐摩擦性などの性能）が重要であるが、市販されているシューズはすべて の人の足にフィットするものではない。したがって、各個人の足の形に合ったシューズを提供す るなど個別対応が必要である。そこで、加工の容易なインソール（アーチパッド）に注目した。
しかし、アーチパッドの有効性に関する報告は臨床成績の評価（Jamesら，1978；大久保ら，1992； 大槻ら，1997），官能評価（岩佐ら，2004），それから2次元運動学的報告が多く（高沢晴夫ら， 1985；Niggら，1986），3次元関節運動に関する定量的解析を試みた報告は少ない。本研究は、イ ンソール（アーチパッド）を足と靴の不適合を制御するものと位置づけ．ランニング中の3次元足 関節角度の変化との関連を定量的に明らかにし、アーチパッドの有効性を評価することであった。 窯．方法 2』．鍍験者 キネマティクスデータを収集するため、継続的にトレーニングを行っている男子大学学生6名 （年齢19．、3±0．5歳（mean±SD），身長：170．7cm±4．Ocm（mean±SD），体重：62．7kg ±8。1kg（mean±SD））を被験者とした。この被験者グループには筋骨格系の障害や既往歴 がないことを確認した。被験者には事前に実験の目的・内容：について説明を行い．本研究の主旨 および内容の理解を確認した上で参加することの承諾を得た。 2。2．インソール（アーチパッド） アーチパッドの挿入位置を個別設定するため、立位姿勢での内側外アーチの高さに関係する舟 状骨と載距突起に着目し、その位置を同定した。まず、専用のフットプリントを用いて静止位で の足形を取るとともに、足裏の輪郭形状を得た（FigLa）。得られた足の輪郭形状や圧力分布に基 づく6点（第1趾先端中央、第2趾先端中央、脛側中足点、腓側中足点、踵点、舟状骨点）を同 定し、舟状骨点と内果直下に位置する載距突起点の2点間の中央の直下にアーチパッドを挿入し た（FigLb）。 フットプリント F｛g1． M鎗su緯m懲蹴off◎◎tp湘t p鉱t鰹rn◎n st融nd｛ng p◎stur懲㈲趨nd d鷺dsl◎n◎f繍rch p融d p◎sltめ唄bl． 実験に用いた標準的アーチパッドは、ポリオールとMDIからなるエーテル系ポリウレタン素 材を採用した最大厚さ10mm、長さ110mmの半円盤状の衝撃吸収パット（ソルボ、三進興産株 式会社）を使用した。アーチパッドの形状や大きさは、各個人のフットプリントから取った足裏
の輪郭形状に合わせ、決定した。インソールは、各個人のシューズに標準として挿入されている ものをコントロールインソール（以下：no support）とし、インソールにアーチパッドの挿入し たものを（support）とした。以上、コントロールインソール（no support）とアーチパッドを入れ たインソール（support）を用いて実験：を行』つた。 2。3．データの収集 各被験者には、トレッドミル（酒井医療製EXO43BT＆U−0063）上で一定のスピードを保っ て走るように指示した（平均走行速度：10km／h；Fig2）。この際、走行スピードや歩幅、ピッチ については特に制限せず、最も自然な自由走行で走るように指示した。測定開始から10ストラ イド分のデータを収集した。10台のカメラを用いた光学式3次元モーションキャプチャシステ ム（Vicon−MX、 Oxford Metrix Inc、 OxfordUK）により、骨盤と下肢の解劇学的指標上に 貼り付けた反射マーカーについてサンプリング周波数250Hzで3次元位置計測を行った。得ら れた3次元座標値について座標成分毎の最適遮断周波数を求め（Yu，1999）、 Winter（1990）の4 次のButterworth型ローパスデジタルフィルターを用い各座標データについて平均カットオフ 周波数19Hzで平滑化を行った。 F19黛。 Exp繍m繍t創s就up◎f魏r難漁g◎n tr鱒dm翻1． 黛。4．支持期局面の判定 支持期局面の決定は、まず、踵着地時点を同定するため踵（HeeDに付着したマーカーの垂直 変位がトレッドミル表面に最も近い位置（Fig3葡①）．すなわち垂直速度が負（一）の符号から Om／sに近い局面を踵着地と決定した（Fig3℃⑦）。次に、つま先立地は第1中足骨（MP1）に付着 したマーカーの垂直変位がトレッドミル表面に最も近い位置から位置の変化が出現する局面、す なわち垂直速度がOm／s（Fig3℃②局面）から正（＋）の符号に増加する局面をつま先立地と決定 した（Fig3℃③）。各10回の支持期データは支持期局面の時間をそれぞれ100％として正規化し． 平均した。
（b） 5 3 ⑪ 3 0 5 2 0 2 0 5 j O ㎝ 邪 ⑪ ⑪ ⑪ 四魚期懸叢頑陰結蕊繍叢響灘撫タ ㈲ 叢 ≦ 甕 菱 甕 葦 甕 肇 襲 ≦ 藷 甕 葦 華 蓉 琴 蓬 ≧ 婁 昏 、：整… 奄焔ﾗi 妻．、illi、 ll議ll ．ll欝 三慈1 研撚．． 、蹴． 研田図「 ．：「lii 野 縫：ii lll， 蕊 婁iii 1：i ．：：饗…藷 P 蓬 華 臨鋤 辮毒 5 3 ⑪ ザ 難が 3 5 黛 5 噸 α 2 α ﹂ α 燈〆 ⑪ ⑪ ⑪岬 の 嘗回慧蕊豊量コ璽細脇覇塗﹀ @ @ @ @ @ @ @ @ @ _． 亀∼∼ ＼竃 ㍉ 幅 妬 唖 晦 糊 鵬 ㎜ 町 ㎜ ㎝ 町 田 ㎜ 珊 ㎜ 闘 鷹 珊 囮 四 鷹 脚 圃 闘 卿 岬 岬 ゆ ρ ぜ 認 O ⑪ 咽 黛 3 4 騒 の 7 欝 Ti醗囹 § 一一一團g鱒1灘l i −M騨セ i i i i i① 蕊 噸 5 0 5 1 灘 ロ ロ の 堰 o 心 鋪 範且鐙。◎蔦︾罵￡訪﹀ な 瀞峯 麟 醗衛 ③ 望 一 一 一 一 匿 匿 議 一 一 一 一 一 一 一 ー ー 一 ﹂繍撹傭＼・C 馬 騰一 一 一 一 一 一 一 一 一 劇 ㈹ ㎞ o oj ⑪2 ⑪。諺 ⑪メ尋 ⑪。5 0。㊨ α7 Tl鵬囹 F｛g3． D鰹f｛蹴1◎ns◎f th鷺st翻G罎ph強s罎d噺ng tr繍dm鹸l rum｛胸91 Th鰹1罎ft p翻釧（繍）sh◎ws a v餅t｛c副 P◎S｛tbn h｛就◎ry◎f a m繍rk餅就始ch鰹d t◎th㊧h鷺罎1強nd伽st m㊧始始rs創b◎鷲◎f魏subj鰹ct w酬㊧ P馨rf◎rmlng tr銘dm川 ru糊lng．（b）V磯rtlc副 P◎sltl◎n ch鍛ng馨◎f覇 m鍛rk馨r d噺ng o鷲cycl馨whlb run而ng．（c）V鰹rt｛c副鴨bdty ch融ng鰹◎f蕊m甜k鰹r d噺ng◎騰cycb wM鷺r麟而ng． A f◎◎t趨而m繍tめn ◎fth懲h懲d c◎n撫ct（c一①）， b趨d的r鰹spons懲（c一②），繍nd t磯◎ff（c一③）ln th鰹r｛ght b◎tt◎m鱒囲sh◎ws thg st麟G繕ph融s繕◎f ru陥｛胸響． 黛。4．表面マーカーの付着と移動座標系の定義 解劇学的指標上に貼り付けた反射マーカー から下肢の各セグメントの移動座標系を定義 するため被験者の骨盤周辺の左・右上前鑑骨 棘（RASIS、 LASIS）および左・右上後刷 骨棘（RPSIS、：LPSIS）、左・右大腿部（3組 配列マーカー：T4）、左・右下腿部の内・外側 穎（RMFE、 RLFE）、左・右脛骨中心点（M T）、左・右内果・外果（RMM、 RLM）、 左・右シューズの踵（RH）、左・右足の甲（H
F）、左・右第1・5中足骨（RIMP、
R5MP）に計28個の直径17mmの二型反射
Anteri o r 5β，7＼＿L／
嚥 煮 8。 9 憩。 11 15 17，肇8，19 21 。2◎ 肇224 2 22 一澱23 Q7 2羅 夏25補
鉾los重eri◎r F｛94．Mark鷺r pd蹴s◎胸th罎b◎dy s㊧gm罎蹴．マーカーを取り付けた（Fig4）。各被験者には解劇学的静止姿勢でのキャリブレーション試行を 行い．解罰学的指標上のマーカーの3次元座標値を用いて各セグメントに移動座標系を定義した （Fig5a）Q 関節中心位置の推定において、足関節（AJC）および膝関節中心位置（KJC）はそれぞれ内果（9， 21）と外果（8，20）および外側穎（ll，23）と内側穎（12，24）のマーカー間の中点を関節中心とした。 股関節中心位置（HJC）については骨盤マーカー（1，2，3，4）からVaughanら（1992）の回帰式に 従って推定した。本研究では、足関節角度のみについて評価した。 2。5．足関節角度の算：出 下腿セグメントに対する足部の3次元角度は、バイオメカニクス研究において算出基準として 推薦されているColeら（1993）の方法に従ってカルダン角のXy’z”回転順で行った。まず、4 つの球形反射マーカーの取り付けられたキャリブレーション用L字フレーム（Vicon−MX、 ゆ づ づ Oxford Metrix Inc， Oxford UK）を用いて静止座標系Rc（X，1巳Z）を定義し、静止座標系 1∼Gについて計測された解劇学的指標上のマーカーの3次元座標値を用いて各セグメントに位置 ゆ タ りした移動座標系凡⑰，〃，⑳を定義した。各被験者の解剖学的姿勢でのキャリブレーション試行 タ リ ザは、Arebladら（1990）の方法を用い各セグメントに定義した移動座標系1∼〆劣，〃，のを静止座標 ゆ リ リ 系1ぞG（x，y， z）の各軸に整列した（式1，式2）。 ［娠∼κ1］は各セグメントに固定した移動座標系の単位ベクトルである。回転変換行列 ［RT：M］は［PCS］の逆行列と静止座標系の行列との積を取ることで求めた。ここで、［PCS］㎜L・ つ づ づLPCS］Tである。下腿座標系斑（s。，s，， Sz）の座標原点は、それぞれ脛骨の近位端の内・外側穎 の中点と足関節中心を結ぶ線上のセグメント重心に位置した。下腿セグメント重心から脛骨の近位 つ づ 端の中点に向かうベクトルをSz、座標原点から脛骨の遠位端の内果に向かうベクトルを仮のSDと づ タ づ や タ づ し、このSzと鞠の外積よりSγを決定し、最後にSyとSzの外積よりSxを決めた。足部座標系 の り タ 瓦Q監，ろ，具）の座標原点は足部重心に決定し、第1中足骨と第5中足骨の中点へ向かうベクト や づ タ タ ルFyをとし、原点から第1中足骨に向かう仮ベクトルちを決め、 Fγとろの単位ベクトル同士の づ つ づ や 外積により乃を決め、さらにFyと乃の外積により暇を決めた（Fig5左図）。 つ づ り づ タ づ の 下腿座標系1ぞε（s灘，s㌢， Sg）に対する足部座標系1ぞF（瓦，罵，瓦）の方向は基準姿勢から4軸周 つ づ つ づ つ づ つ づ りの回転後の座標系を1∼FIQ㌦，瑞1，罵P、両懸由周りの回転後の座標系を1∼F2（罵2，ろ2，瓦2入罵2 つ づ づ つ づ 軸周りの回転後の座標系を1∼F3（瓦3，瑞3，具3）として、二軸周り（Fig5b4）、罵1軸周り（Fig5b2）、
づ
罵2軸周り（Fig5b−3）の順で回転を行った。つまり、下腿の回転行列口∼s］と足部の回転行列 口∼F］の積から回転行列「乃］を導出し（式5）、足部の背屈／底屈（α）、内反／外反（β）、内転／外 転（γ）を求めた（式4，式5，式6）。 ［環］一 ［7論］一 「1∼F］［1∼8］ ブ 諺 マ マ ￠ ⑳ ￠ 灘 ノ灘㊧％ マ 霊 τア マ ％⑳ゐ ん⑳んz砿ガ⑳房
．一1−7論32 α＝Sln cosβ ㎜1@轡 齢 （式4）κ⑳4
κ㊧芳 の κノ⑳ん〆 ζ β＝sir「1（7鰹31） ・・ i式5） γ＝Sm cosβ．一 P−V論21 ・・ i式6） ZS Pelvic Coordinate System（PCS） X瞬 ゐ ゐ 棒 （a） z弓〆 ド 曳＼態 ＼ ＼ 箋 踊田駐側鵯嗣閣細3国醐軸鞠購陶 Σs ∼、、 （b） 、、 繭y・1 謬諺拶 陰 ！ 、贈、 岬 F辮鍵α Σ！ ザ蔚 ！ 新 （b−1） ys Xマ X欝 Thigt Coordinate System（TCS） Foot Coordinate System（FCS） X騨 為 琉 Shank Coordinate System（SCS） 善 XF＝XFI ZS ZFI！／ メ命⑪。 Z・IIｺ
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ややけ 、メyFIII ／＼ ／《＼㌔y・1＝y・II ／γ 1 ／ 1 認 1 ㍉ ㌔ ノ ㍉， ／ 翼 命命命争♂ ＼．ノ・ ／ ＼ 。。。ノ ＿。。。。。〆耀評 XFIII XFII 3 ys ノ（b−3） 卿2溶．統計処理 6名の被験者についてインソールの形状（support、 no support）を変えた条件下でトレッド ミル走行を行い、3次元関節角度に差があるかを調べるために対応のあるt検定を行った。統計 処理にはThe Statistical Analysis System release 9．1．2．（SAS Institute Inc， NC， USA）を 用いた。また、比較の検定に使われたαレベルは0。05以下で設定した。 3．結粟 0 3 0 2 10 0 0 4 0 2 一 ⊆O一×Φ一﹂一一当量﹂二一∩〒旧の﹂O∩Φ一X⊆＜ 0 03 2 一 15@10 ﹃り 0 ろ 0 5 00 4 4 22 一 ⊆O一の﹂Φ﹀山一⊆O一の﹂Φ﹀⊆一Φ一︾モ＜ ﹃︾ 0 1 1 ﹃︾ 0 石 10 一 5 1 一 ⊆O＝OコでΩノ︸⊆O＝Oコででイ＼Φ一図⊆ノ∼ 0 2 一 DorsiFlexion ／〆 ㍉＼ ／ ノ拶一∼ ＼ φ 認 も 曳 う ダ み な ダダ も も ／z／ ＼ ＼ ＼ひご／γ ㌔塾＼ ダ 勢 、 噛 。。。ノ ㌔禽犠 ミ D・rsiFle・i・n（・） ㌔ ゑ
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PlantarFlexion Inversion ミ ＼ ミ気 し、 1四。，s、㎝（．））Eve，s、。，←） ぢ ぷ へ 饗、忘ニニニ㌦る〉 謹罪警ささ・・き 父、 ＿。 、 一一一一一；影寵讐 穐 、 一一 鋼 、 、 一 轡 、 馬 鞠 一 一 一 一 〇 ＿ 一 一 鯉 、 馬 押 Eversion Adduction ・、｝〉、、 讐シーノ幽’一
Adduction （＋） Abduc価on（一） 認礎騨卿鍵 一ジ∫響キごご二貫》一熟熟騙一一暗ゴご一一’” ’ 滞 ’ 酬 ’ 脚 ＿＿＿＿＿一＿ suppor† no suppor† Fig6は、足関節の背屈／底屈角度（α）． 内反／外反角度（β）、内転／外転角度 （γ）の変化パターンと、その標準偏差 を示している。足部の背屈角度（α）の ピーク値には、シューズの条件問で似通っ Abduction 0 20 40 60 80 ■me（％of stance） 100 0 5 0 5 0 5 3 ハ∠ ハ∠ 1 1 ⊆O一×Φ一﹂一￠﹂OOΦ一X⊆ノ＼00 2
4 6 8 0 ■ 一 一 −占 一 ⊆O一の﹂Φ﹀山Φ一図⊂＜ 2 40 4 4 ⊆O＝OコでΩ＜Φ一X⊆ノ＼ ns 1 一2 一4 一6 ns F｛g㊨．Changgs◎f 3D ankl馨」◎1齪融ngb（n慧のdur｛ng 就聾唖ph強s㊧◎f tr繍d蒲ll ru繭ng。 Ru繭ng t｛m鷺ln 繍chs劇罎ctlsn◎rm繍騨z㊧d魏sl⑪O％。L鵬s◎f繊ch g燈ph鍵磯m繊n麟dS。D． supPort no supPort F｛97．C◎mp繍r｛s◎n◎f 3D強nk賠」◎1蹴転gl㊧s （d◎rs｛刊㊧xl◎n， 鰹V鰹rs｛◎rl， εlnd εlbductl◎n）｛n th馨sh醗s wl漁繍鵬dl副覇rch S叩P◎rねnd n◎ sし毒PP◎rt ｛ns◎！鷺． ns＝ n◎t s｛gn｛flG融nt， ＊P＜⑪。⑪5た波形の大きさとパターンが見られた（Fig6上；Fig7上）。一方、足部の外反角度（β）ではアー チパッドの挿入によりコントロールインソールに比べ有意に角度が小さくなった（p＜o．、05；Fig6 中央；Fig7中央）。足部の外転角度（γ）では、背屈角度と同様に条件問の有意差は認められな かった（Fig6下；Fig7下）。 4．考察 ランニング動作における下肢関節の挙動は、神経筋骨格系を取り巻く様々な生体組織の協調に よる内的要素（筋力・軟部組織の応カー歪み要素など）に加え．外力の大きさや方向、シューズ の特性、路面などによる外的要素に大きく依存されることが報告されている（Radinら，1973； Stephenら，1990；Hreliacら，2000；Nigg，2001）。また、ランニングスタイル（接地時の足の 動作様式）によっても足部の挙動は異なることが認められている。そのメカニズムは、距骨下関 節の特殊な運動によるものが考えられる。Inman（1981）は、距骨下関節の運動を回内と回外運 動として分類している。回内運動は足関節複合体の背屈＋外反＋外転運動の結果であり、回外運 動は底屈＋内反＋内転運動の結果である。 足関節の背屈癌屈角度では、2つの状況間で統計学的に有意な差は認められなかった。また、 グラフを見ると．個人差がほとんどなく．一定の傾向が見られた（Fig6上）。それには．機能解 劇学的な足関節（距腿関節）の構造によるものが伺える。足関節は一軸関節として主に「底屈一 背屈」のみが許されている。とりわけ、荷重負荷がかかる支持期ではさらに関節が体重によって ブロックされるため、本来持っている可動範囲内での運動が許容されると思われる。この「底屈一 背屈」の可動域には、加齢と伴う関節変性による制限も認められている（Neumann，2002）。し かし、本研究の被験者は20歳前後の若者で構成されていったため、関節運動の制限は考えにく いものであると思われる。従って、足関節の背屈癌屈運動に関しては、アーチパッドの挿入に よる効果はほとんど期待できないものと考えられる。 一方、足関節の外反角度は、距腿関節で由来する運動ではなく、距骨下関節で由来するもので スムーズな荷重負荷（weight bearing）を行うために重要である。すなわち、地面と最初に接 地する足部は踵に存在する脂肪組織（fatty tissue）による衝撃吸双効果と同時に、多数の関節に よる柔軟な構造物として振る舞うため必要最低限の外反運動が許される。一方、重心を持ち上げ るような局面では．体重の何倍となる荷重負荷を支えるため頑丈な構造物として振る舞うことも 要求される（Neumann，2002）。しかし、距骨下関節の過度な回内運動は様々なランニング外傷 を引き起こすものと考えられている（Radinら，1973；Stephenら，1990；Hreliacら，2000； McClayら，2000；Nigg，2001）。また、 Norkin and：Levangie（1983）は、内側側部靭帯や後脛 骨筋に大きなストレスを与えるだけではなく．足部アーチの過度の変形によるショパール関節や リスフラン関節の障害も指摘している。本研究における最大外反角度の出現は、荷重負荷がかか
る10％から30％の間でが見られた（Fig6，中央）。とりわけ、 supportシューズでは一6。8±2。9。 であったのが．no supportシューズでは一9．1±3．20であった。アーチパッドを挿入すること で約25％まで最大外反角度を軽減させることができた。この値は一般的な健常者（9歳∼79歳） の受動的な関節可動域検査の結果から得た外反角度の大きさC10◎∼450）と比較しても小さく （Neumann，2002），アーチパッドの挿入による効果であることが考えられる。 Jamesら（1978）は．ランニング障害を持つ180門中83名にインソールを処方した結果78％ に改善が認められたこと、及びBatesら（1979）は、内反足を持つランナーにインソールを処方 し、その内78％が元のランニングに復帰できた臨床成績を報告している。日本では、大久保ら （1992）と大槻ら（1997）の研究がJamesらとほぼ同様な結果が得られた。官能評価において、 岩佐ら（2004）は、アーチパッドの挿入位置によってシューズのフィット感を構成する因子（圧 迫感）の得点が個人によって異なることを報告した。一方、運動学的報告において、高沢晴夫ら （1985）は、5種類の状況（はだし、靴のみ、後足部パッド、内側パッド、縦軸パッド）で、歩行 とランニング（低速、中速、高速）を実施し、アキレス腱角（回内運動の指標）の変化を調べた。 結果、どのような状況でも回内角度の差は認められなかった。一方、Nigg（1986）は、はだし時 の回内角度はシューズの着用時に比べ、より大きくなることを報告した。このように研究間の異 なる結果は、解析データのn数の違いによるもの（高沢晴夫ら：3人、Nigg：99人）と、2次 元解析の問題点によるものが考えられる。とりわけ2次元解析では、被写体（人間）とカメラ間 の距離．及びカメラレンズの向きなどによって解析結果（角度や速度など）に重大な影響を与え ることがある。臨床成績や官能評価では、各個人の主観的判断基準に大きく頼ること、及び数値 の定量化が困難であるため、他の物理量の導入も必要となる。一方、2次元解析は、一つの関節 運動（背屈癌屈）のみ算出できるため、複雑な関節挙動の解析には向いていない。本研究では 3次元関節角度を用いることにより、アーチパッドの足と靴の適合に関する有意義な結果を得る ことができた。 近年、市販されているシューズには距骨下関節の回内運動を制御する機能が搭載されているも のも多い。しかし、市販されているシューズは工業製品であるためすべてのヒトの足にフィット するものではない。したがって．各個人の足の形に合ったシューズを提供するなど個別対応が必 要であるが、専用のシューズを製作するのは経済的な負担が大きくなる。一方、加工の容易なイ ンソール（アーチパッド）は、低コストで仕上げることが可能であり、パットの素材や大きさ、 それから挿入位置など製作にあたり自由度が高い。本研究の結果からアーチパッドの個劉対応は、 様々なスポーツ外傷を予防する一方策としてこの効果が期待できる。従って．シューズの選択や インソールの製作においては、個人のランニングスタイル、足関節アライメント、足部の柔軟性、 外反ストレスを引き起こす可能性などを考慮して、個人差に応じたパットの位置を同定すること が重要であるだろう。
5．まとめ ランニングにおいて支持期は．足部に最も大きな外力が加わる局面である。これらの外力はし ばしば距骨下関節の過度な回内運動を引き起こし、オーバーユーズの原因となる。本研究では、 距骨下関節の過度な回内運動を制御するアーチパッドに着目し、3次元足関節運動とアーチパッ ドとの関係を評価した。結果、アーチパッドの挿入により距骨下関節の外反運動が制御されるこ とが明らかになった。 二四 本論文を完成させるにあたって、多くの方々にご指導と協力をいただきました。 本研究の実施にあたり、ブレーズ・フィット合同会社の境直治社長からは本実験に用いるアー チパッドとインソールを提供していただきました。また、酒井圭一一氏はアーチパッドの挿入位 置に関する多くの提案を戴きましたので感謝’致します。さらに．実験の準備やきわめて有益な示 唆を与えてくれた・安裁漢氏にも謝意’致します。 最後に、実験室の使用を許可して下さった中京大学体育学部の桜井伸二先生と大学院体育学 研究科応用スポーツ科学系の大学院生の方々の献身的な協力に心より感謝いたします。 文献 Areblad， M， Nigg， BM， Ekstra簸d， J， Olsso簸， KO a簸d Ekstrom， H。 Three dime聡io簸al measureme簸t of rearfoot motion duri鷺g ruRRi鷺g。 J． biomechanics，23：933−940，1990。 Bates， BT， Oste血g， LR， Mason， B， James， SL． Foot orthotic divices to modify selected aspects of lower extremity mechanics． Am， J Sports Med，7：338−342，1979． Cole， GK， Nigg， BM， Ro盤ky， J：L and Yeadon， MR。 ApplicatioR of the loiRt coordi鷺ate System to three dimensional loint attitude and movement representation：Astandardization proposal＿J． Biomecha簸ical Engi簸eering，115：344−349，1993． Hreliac， A， Marshall， RN， Hume， PA。 Evaluation of lower extremity overuse i璃ury pote鷺tial iR runners． Med Sci Sports Exere．32：1635−1641，2000． Lma簸， VT， Ralsto簸， HJ， Todd， F． Huma簸walking． Willia鵬＆Wilki簸s， Baltimore。1−21，1981． 岩佐啓生，宇治橋貞幸，持丸正明，河内まき子．足底圧分布に着目したインソールのフィット感に関する研究。 日本機械学会シンポジウム講演論文集7−11，2004． James， S：L， Bates BT， Ostemig， NR． Inlurries to run簸ers。 Am， J Sports Med，6：40−50，1978。 Kohrt， WM， Snead，DB， Slatopolsky， E， Birge， SJ Jr。 Additive effects of weight−bea血g exercise and estrogen on bone mineral density in older women． J Bone Miner Res，13034311，1995． Kohrt， WM， Ehsani， AA， Birge， SJ Jr。 Effects of Exercise Lvolvi簸g Predominantly Either Joint− Reactio鷺or Grou鷺d−Reaction Forces o鷺Bone Mineral De鷺sity in Older Women． J Bo鷺e Mi鷺er
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